喻文文，鄭新建

（江西交通投資集團有限責(zé)任公司南昌東管理中心信息分中心，江西南昌 330000）

0 引言

隨著高速公路管理步入智能化時代，全面應(yīng)用各種信息技術(shù)工具，高速公路信息化機電管理系統(tǒng)投入使用，并發(fā)揮重要作用。作為高速公路管理的支撐體系，高速公路信息化機電管理系統(tǒng)融合計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、電子傳感技術(shù)以及智能技術(shù)等多樣功能于一體，為高速公路安全、穩(wěn)定運行提供保障，顯著提升了高速公路管理效率，合理控制管理成本，驅(qū)動公路交通文明發(fā)展。

本文以某省交通集團為研究案例，該集團現(xiàn)有高速公路運營分公司18家、參控股公司4家，轄區(qū)包含13座隧道、78對服務(wù)區(qū)以及238個高速公路收費站，涉及約10萬臺套各種機電設(shè)備。為了加強機電設(shè)備管理，確保高速公路管理各項工作有序推進，針對高速公路機電設(shè)備管理與維護工作制定三級管理方案，分別為集團公司信息管理中心、運營分公司信息監(jiān)控中心以及駐點維護小組。

1 高速公路信息化機電管理系統(tǒng)總體設(shè)計

該集團采用的高速公路信息化機電管理系統(tǒng)框架為“B/S(Browser/Server)”模式，使用該軟件時不會受到客戶端環(huán)境的影響，這與高速公路運維工作人員需要異地辦公的實際情況相適應(yīng)，滿足分散式辦公需求。用戶基于B/S架構(gòu)，通過瀏覽器與服務(wù)器相連，即可處理相關(guān)業(yè)務(wù)；但由于在服務(wù)器端集中進行業(yè)務(wù)計算處理，服務(wù)器需要承載較大的運轉(zhuǎn)壓力。因此，在應(yīng)用軟件時采用較為成熟的三層架構(gòu)比較合理，在多個服務(wù)器端部署業(yè)務(wù)邏輯層，再將系統(tǒng)容量擴充，滿足持續(xù)性增長業(yè)務(wù)需求[1]。另外，三層架構(gòu)模式的安全性更高，在業(yè)務(wù)邏輯層對所有數(shù)據(jù)訪問行為進行集中處理，降低惡意訪問的發(fā)生概率。

該系統(tǒng)包含表現(xiàn)層（UI）、業(yè)務(wù)邏輯層（BLL）以及數(shù)據(jù)訪問層（DAL）三層架構(gòu)模式，詳見圖1。其一為表現(xiàn)層（UI）。主要顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息及相關(guān)功能，并通過交互式界面接收來自用戶的各項數(shù)據(jù)；其二為業(yè)務(wù)邏輯層（BLL）。輔助于操作數(shù)據(jù)層信息，進行邏輯處理；其三為數(shù)據(jù)訪問層（DAL）。支持對數(shù)據(jù)庫相關(guān)信息的錄入、修改、更新、查找或刪除等功能。從以上三大層次關(guān)系來看，業(yè)務(wù)邏輯層承載了業(yè)務(wù)邏輯以及系統(tǒng)主要功能；中間層則主要處理建立業(yè)務(wù)規(guī)則、檢驗合法性以及訪問數(shù)據(jù)等工作。客戶端與數(shù)據(jù)庫之間以組件、中間層為載體，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫和中間層的交互操作[2]。

圖1 高速公路信息化機電管理系統(tǒng)構(gòu)架示意圖

在移動端和PC端之間進行交互設(shè)計，共劃分三級系統(tǒng)，具體如下：

（1）前端功能。主要有圖片文件、js文件以及jsp文件等格式，用于展現(xiàn)系統(tǒng)功能，支持用戶與系統(tǒng)之間的交互作用。

（2）后臺服務(wù)端。包括數(shù)據(jù)庫操作（DBO）、服務(wù)器端程序等功能，支持后臺業(yè)務(wù)邏輯操作，并可以用于查詢、修改以及存儲數(shù)據(jù)信息。

（3）手機移動APP。用戶通過手機端安裝APP軟件，能夠在線實現(xiàn)部分功能操作，便于信息采集，支持用戶交互。

2 高速公路信息化機電管理系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

2.1 功能模塊設(shè)計

高速公路信息化機電管理系統(tǒng)共設(shè)計八個功能模塊，詳見圖2，具體功能分布如下：

（1）維修管理功能。針對設(shè)備故障維修，該系統(tǒng)具備較為完善的管理流程，在線支持上報故障、分配任務(wù)、維修故障、確認維修以及評估維修等功能，確保能及時維修，保障系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行；另外，該系統(tǒng)還可以查看歷史訂單，便于了解設(shè)備在某段時間發(fā)生故障的次數(shù)以及維修成本支出等內(nèi)容；本模塊與微信公眾號關(guān)聯(lián)，定期在企業(yè)微信群同步上傳報修信息，用戶隨時查看維修進度，做好維修管理[3]。

（2）倉庫管理功能。涉及諸多子模塊，包括出入庫管理、調(diào)撥管理、庫存查詢以及倉庫盤點等，全程記錄備品備件的審批、調(diào)撥、采購、出入庫、盤點以及報廢等重要信息，聯(lián)合各類報表，實現(xiàn)精細管理。

（3）維保管理功能。針對不同設(shè)備采取預(yù)防性管理措施，可以對各種設(shè)備規(guī)則進行自定義，并生成預(yù)防性維護計劃；維修人員按照計劃時間巡檢維護設(shè)備，記錄詳細的維修過程以及維修結(jié)果。用戶通過系統(tǒng)查看列表，能了解各項計劃執(zhí)行進度以及相應(yīng)費用支出。

（4）統(tǒng)計分析功能。對設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行在線統(tǒng)計并生成報表，報表內(nèi)容包括匯總維修工作總量、匯總備品備件使用數(shù)量、匯總設(shè)備故障以及管理倉庫庫存等，便于評估分析各設(shè)備全壽命周期，統(tǒng)計設(shè)備完好率，分析修復(fù)時長[4]。

（5）數(shù)據(jù)展示功能。在機電設(shè)備運維管理過程中，通過子系統(tǒng)生成數(shù)據(jù)，具體包括：設(shè)備基礎(chǔ)信息、庫存及盤點信息、預(yù)防性維護信息、故障維修記錄以及經(jīng)設(shè)備自動監(jiān)測生成的實時數(shù)據(jù)；該模塊主要集中展示并處理重要信息，隨時反饋機電設(shè)備的運行狀態(tài)，為運維管理人員采取相應(yīng)工作措施提供依據(jù)。

（6）車輛管理功能。借助樹列表的方式，對各部門現(xiàn)有車輛信息進行公開展示，并通過百度地圖對車輛位置定位管理；用戶可根據(jù)自身權(quán)限在百度地圖上查看車輛所在具體位置，并可查詢車輛信息，如車輛狀態(tài)、車輛所在經(jīng)緯度、車牌號、車輛負責(zé)人、GPS設(shè)備編號以及車輛當(dāng)前狀態(tài)、車輛歷史軌跡等[5]。

（7）基礎(chǔ)設(shè)置功能。自定義維持系統(tǒng)正常運行的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，如高速公路的中心經(jīng)緯度、起點名稱與編號、重點名稱與編號、所屬機構(gòu)等路段信息；自定義并維護高速公路收費站信息、所轄車道信息、監(jiān)控室情況；錄入生產(chǎn)商及維護商等廠家信息；倉庫信息的錄入與維護，具體包括備品備件分類、倉庫地址、倉庫類型、倉庫名稱、所屬機構(gòu)以及管理員信息等[6]。

（8）系統(tǒng)管理功能。支持自定義設(shè)置系統(tǒng)組織機構(gòu)，配置不同用戶、不同角色的權(quán)限，另外還可以提供有關(guān)日志管理、通用參數(shù)及菜單等系統(tǒng)運行需要的信息。

圖2 高速公路信息化機電管理系統(tǒng)功能示意圖

下面主要介紹該集團采用的高速公路信息化機電管理系統(tǒng)中的維修管理、倉庫管理、維保管理等模塊。

2.2 維修管理

明確劃分維修管理的職責(zé)與定位，制定相對詳盡的維修管理流程，明確每個不同階段的響應(yīng)處理時間及處理措施，對維修時長、維修費用進行核算分析，列入設(shè)備歷史信息，為評估設(shè)備運行狀態(tài)以及進行相關(guān)人員考核提供重要依據(jù)，確保及時維修，保障維修效率與質(zhì)量，促進規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化與高效化管理。

使用設(shè)備相關(guān)人員一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備發(fā)生故障，可以在線第一時間上報設(shè)備故障，本單位的報修員通過系統(tǒng)接收報警信息，再進一步上交報修單，進入故障維修流程。報修單到達派修員處，根據(jù)現(xiàn)有可接單的維修員各自擅長領(lǐng)域以及任務(wù)分配情況下發(fā)派修單，由適合的維修員負責(zé)維修工作。維修員接到任務(wù)之后，可以先遠程調(diào)試，若無法解決問題，再進行現(xiàn)場維修，確保設(shè)備故障能及時修復(fù)，填寫并上交維修單；報修員再次復(fù)核設(shè)備修復(fù)情況，若維修完畢，則在確認單上簽字，同時評價本次維修質(zhì)量；對于本次維修產(chǎn)生的費用，由維修員核算并上報；派修員綜合評估本次維修過程，完成維修任務(wù)[7]。在每個環(huán)節(jié)，系統(tǒng)都會有工表單自動生成。

各角色在維修過程中只能負責(zé)本領(lǐng)域的內(nèi)容，只有維修工程師有權(quán)限參與整個維修過程，并結(jié)合實際情況對維修管理結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，監(jiān)控整個維修過程，做好科學(xué)評估。

設(shè)備常見故障主要包括軟件故障、通信故障、掉電、黑屏及死機等。按照設(shè)備故障情況進行分析：一級故障即單一設(shè)備故障，不會中斷車道收費業(yè)務(wù)，修復(fù)時間不得超過24h；二級故障即重要設(shè)備故障，導(dǎo)致中斷單個車道收費業(yè)務(wù)，修復(fù)時間不得超過12h；三級故障即緊急搶修的嚴重故障，導(dǎo)致中斷全部或者大部分車道收費業(yè)務(wù)。

2.3 倉庫管理

在倉庫管理環(huán)節(jié)，基于完整的生命周期進行備品備件管理，從進入倉庫到出庫使用、設(shè)備盤點、故障返庫、修復(fù)入庫以及報廢處理，同時支持不同區(qū)域之間的倉庫聯(lián)動，整合鄰近倉庫之間的互補需求，制定可行性調(diào)撥機制，確?？茖W(xué)管理備品備件，加強出入庫管理，并且做到全面跟蹤、靈活調(diào)配，為高速公路運營管理單位科學(xué)、規(guī)范地管理各倉庫備品備件提供幫助[8]。

2.4 維保管理

分公司管理人員根據(jù)設(shè)備運行所需提前制定預(yù)防性維護保養(yǎng)計劃，包括具體的維護單位、預(yù)計費用與實際費用、期次、生成日期等。根據(jù)系統(tǒng)中生成的計劃明細，明確哪些設(shè)備在哪一時間段需要采取維護保養(yǎng)措施，較為詳細地記錄設(shè)備名稱、設(shè)備編號、設(shè)備規(guī)格、安裝位置、費用支出以及其他維護項[9]。

3 高速公路信息化機電管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

整個系統(tǒng)能否安全、穩(wěn)定運行，與設(shè)計數(shù)據(jù)庫的水平息息相關(guān)。因此在開發(fā)軟件過程中，需高度重視高速公路信息化機電管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方案。具體實施過程中，注意事項如下：

（1）完善數(shù)據(jù)庫信息，剔除冗余數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)庫能精準(zhǔn)體現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，滿足基本的存儲要求。

（3）為終端用戶訪問數(shù)據(jù)庫提供方便，數(shù)據(jù)庫維護簡單，數(shù)據(jù)時效性良好。

（4）具備較為可靠的數(shù)據(jù)安全機制。

通過優(yōu)化數(shù)據(jù)庫設(shè)計，能夠為后期維護系統(tǒng)或者擴展數(shù)據(jù)庫提供便利條件，保障系統(tǒng)開發(fā)效率[10]。在概念結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，綜合分析用戶需求，建立相對完善的概念模型。設(shè)計獨立的概念模型，一般包括兩種類型：其一，設(shè)計集中模式。按照需求，由統(tǒng)一機構(gòu)或者人員負責(zé)全局設(shè)計，對于一些簡單、小型的系統(tǒng)設(shè)計比較適用；其二，設(shè)計視圖集成模式。分別設(shè)計不同子系統(tǒng)的模式，在此基礎(chǔ)上進行整合集成，構(gòu)成新的全局模式。由于高速公路信息化機電管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)需求相對簡單，因此本系統(tǒng)可考慮采用第一種設(shè)計模式。

4 結(jié)語

綜上所述，本文研究的高速公路信息化機電管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)編寫模式為瀏覽器/服務(wù)器，利用Java script或Extjs等語言編寫前臺信息，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為Mysql5.5。高速公路管理公司可以利用該系統(tǒng)進行日常設(shè)備維護管理，滿足預(yù)防性養(yǎng)護、日常維護、設(shè)備分類、設(shè)備監(jiān)測、自動報警、備品備件倉儲管理等基本業(yè)務(wù)需求，同時還可以做到隨時查詢統(tǒng)計數(shù)據(jù)，通過大屏展示，為用戶日常應(yīng)用提供便利。該系統(tǒng)支持統(tǒng)計分析并在線管理設(shè)備檔案、故障信息以及維修信息，權(quán)限用戶可隨時了解設(shè)備運行狀態(tài)，并對設(shè)備進行全生命周期管理，合理控制維護成本，提高設(shè)備利用率，延長使用周期，在實際應(yīng)用中取得了良好的效果。